I carotenoidi sono una classe di pigmenti organici molto abbondanti in natura che possono essere rinvenuti in animali, piante e altri organismi come alghe, funghi e alcune specie di batteri.
Attualmente sono stati identificati oltre 600 tipi di carotenoidi divisi in 2 gruppi principali:
i caroteni e le xantofille.
I caroteni sono carotenoidi non ossigenati a struttura idrocarburica come ad esempio betacarotene, alfacarotene e licopene. A loro volta i caroteni possono essere classificati in aciclici (es. licopene), monociclici (es. gammacarotene) e biciclici (es. alfa e betacarotene).
Le xantofille sono derivati ossigenati dei caroteni come ad esempio luteina, zeaxantina, astaxantina, capsantina, betacriptoxantina; le xantofille possono trovarsi in forma libera o esterificate con acidi grassi.
Nei vegetali i carotenoidi giocano un ruolo essenziale, nella fotosintesi, nell'interazione radici-micorrize e nella produzione di alcuni fitormoni, come acido abscissico e strigolactone. Sono responsabili della maggior parte dei colori gialli e rossi dei frutti, dei fiori e delle foglie. Generalmente i carotenoidi sono localizzati nei cloroplasti assieme alla clorofilla, complessati con proteine e grassi.
L’accumulo di carotenoidi comincia allo stadio di maturazione del frutto ed è evidenziato dal viraggio graduale del colore da verde a giallo-rosa pallido e successivamente arancio-rosso intenso. Le modificazioni fisiologiche che intervengono in questo stadio determinano la degradazione della clorofilla e la trasformazione dei cloroplasti in cromoplasti. Tale comportamento fisiologico è strettamente legato a un cambiamento nella regolazione dell’espressione dei geni della via biosintetica dei carotenoidi. I carotenoidi vengono sintetizzati partendo dalla via degli isoprenoidi, tale via è un processo altamente regolato le cui fasi enzimatiche sono state ben definite.
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